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Unidad # 2 Nutrición en las actividades físicas y del deporte. Clase # 4.pdf

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Unidad #2 Macronutrientes, hidratos de carbono o carbohidratos. Asignatura Nutrición en las actividades físicas y del deporte. Licenciatura nutrición humana, Universidad Nacional Evangélica.

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  1. 1. UNIDAD II MACRONUTRIENTES NUTRICIÓN EN LAS ACTIVIDADES FÍSICA Y DEL DEPORTES
  2. 2. Contenido ❑ Macronutrientes, Hidratos de carbono.
  3. 3. Hidratos de carbono Los hidratos de carbono, también llamados glúcidos o azú- cares, son un grupo de sustancias con una infinita variedad de propiedades químicas, físicas y fisiológicas. Todas las células vivas los contienen, dado que se consideran la principal fuente de energía y la más rápida. Los hidratos de carbono aportan al organismo entre 40 y 80% de los requerimientos totales de energía.
  4. 4. Clasificación Se clasifican con base en el número de unidades de glucosa que los constituyen: Monosacáridos: Existe un gran número de monosacáridos, pero los más importantes desde el punto de vista nutrimental son la glucosa, fructosa y galactosa, que tienen la misma fórmula química y contienen seis átomos de carbono, 12 hidrógenos y seis átomos de oxígeno (C6H12O6), pero con estructura molecular diferente. Los monosacáridos (del griego mono, uno; y sacaron, azúcar) representan la estructura química más sencilla de los hidratos de carbono y no pueden hidrolizarse a estructuras más pequeñas, razón por la cual se los denomina hidratos de carbono simples.
  5. 5. Clasificación Glucosa Se encuentra de forma natural en muchos alimentos y es el producto final de la digestión de hidratos de carbono más complejos. La glucosa es la forma más común del transporte de hidratos de carbono en el organismo y puede sintetizarse en pequeñas cantidades en el hígado a partir de ciertos aminoácidos, glicerol, piruvato y lactato mediante un proceso llamado gluconeogénesis.
  6. 6. Clasificación Glucosa La absorción de glucosa se lleva a cabo en el intestino delgado, en donde puede utilizarse directamente por las células como fuente de energía macenarse en células hepáticas y musculares como glucógeno para usarse con posterioridad; y convertirse en triacilgliceroles y almacenarse en el tejido adiposo.
  7. 7. Clasificación Frutosa También se conoce como levulosa o azúcar de la fruta; se considera la de sabor más dulce de todos los azúcares simples y se encuentra en grandes cantidades en las frutas y la miel de abeja. Se absorbe de forma más lenta en el intestino que la glucosa, ya que lo hace mediante difusión facilitada en lugar de absorción activa, por lo que en grandes cantidades se puede sobrecargar la capacidad de absorción del intestino y causar malestar gastrointestinal (cólicos o diarrea).
  8. 8. Clasificación Frutosa Sin embargo, es importante destacar que cuando se consume en cantidades moderadas o en combinación con la glucosa, la fructosa se absorbe a mayor velocidad en el intestino y los efectos gastrointestinales se reducen y puede trasladarse al hígado en donde se convierte en glucosa.
  9. 9. Clasificación Galatosa Esta forma de azúcar no es abundante en la naturaleza y, pese a ello, se encuentra en grandes cantidades en la leche y en cantidades insignificantes en algunas frutas y leguminosas. Al llegar la galactosa al intestino se absorbe y transporta por la sangre al hígado para transformarse en glucosa, la cual se emplea inmediatamente como fuente de energía o almacena como glucógeno.
  10. 10. Clasificación Galatosa En la naturaleza, al unirse la galactosa con una molécula de glucosa, se produce un disacárido llamado lactosa o azúcar de la leche. La fructosa y galactosa se oxidan de modo más lento que la glucosa, debido a que debe convertirlas primero el hígado a glucosa antes de que se metabolicen por completo.
  11. 11. Clasificación Oligisacáridos También reciben el nombre de azúcar simple y se forman cuando se ligan químicamente a dos a diez monosacáridos; casi todos son disacáridos (unión de dos monosacáridos) y cada disacárido cuenta con una glucosa como componente principal para producir sacarosa, lactosa y maltosa, que son los de mayor importancia nutricional.
  12. 12. Clasificación Sacarosa El más común de los disacáridos está constituido por una molécula de glucosa y una de fructosa; se encuentra de forma natural en la mayor parte de las frutas y verduras, la caña de azúcar, betabel, miel de arce y miel de abeja. Esta última posee un contenido mayor de fructosa, lo que la hace más dulce que el azúcar misma; sin embargo, no ofrece ninguna ventaja o valor nutrimental sobre los demás azúcare.
  13. 13. Clasificación Lactosa Se integra con una molécula de glucosa y una de galactosa; es el principal hidrato de carbono de la leche y es la fuente más importante de energía de la leche materna durante el primer año de vida de los seres humanos. La lactosa no se encuentra de forma natural en las plantas y en algunos casos puede ser difícil su digestión, dado que gran parte de la población mundial presenta problemas para digerirla; esto se debe a una deficiencia de la enzima lactasa, la cual se produce en el intestino delgado y se encarga de romper la lactosa en sus moléculas simples para su absorció.
  14. 14. Clasificación Maltosa Se forma con la unión de dos moléculas de glucosa; se la denomina azúcar de Malta y se forma para iniciar el germinado de las semillas. Este proceso de germinado puede alterarse en un proceso con calor llamado malteado y se considera el primer paso en la producción de bebidas alcohólicas como la cerveza. Sólo muy pocos alimentos contienen maltosa, por lo que su contribución como fuente de energía al organismo es mínima.
  15. 15. Clasificación Maltodextrina Este tipo de azúcares ha tomado gran importancia en el mundo del deporte; tienen cinco moléculas de glucosa, por lo que se definen como polímeros de glucosa; en la actualidad se utilizan para endulzar bebidas, geles y gomitas deportivas, entre otros productos. Los polímeros de glucosa también tienen la gran ventaja de que pueden agregarse a una solución en mayor cantidad, sin incrementar la osmolalidad, y tienden a ser menos dulces que la glucosa o sacarosa.
  16. 16. Clasificación Polisacaridos Los polímeros de hidratos de carbono, llamados polisacáridos o con frecuencia “hidratos de carbono complejos”, constan de la unión de unidades de monosacáridos, desde 10 moléculas hasta miles. Se consideran polímeros de hidratos de carbono, que pueden presentar cadenas de azúcares compuestas por un solo tipo de monosacáridos y se conocen como homopolisacáridos, mientras que las formadas por dos o más tipos diferentes se llaman heteropolisacáridos.
  17. 17. Polisacáridos de origen vegetal El almidón y la fibra son las formas más comunes de los polisacáridos que tienen su origen en las plantas. Almidón El almidón es la forma en que se almacenan los hidratos de carbono en las células vegetales para utilizarlo después como uente de energía y existe en grandes cantidades en semillas, maíz, granos, papas, arroz, leguminosas y raíces.
  18. 18. Polisacáridos de origen vegetal Fibra dietética Se clasifica como polisacárido estructural, cumple la función de ser la parte de las paredes estructurales de las plantas y por tanto se encuentra en sus hojas, tallos, raíces, semillas y cáscaras . Los diferentes tipos de fibra poseen una gran variedad de características físicas, químicas y acciones fisiológicas que las hacen en particular distintas unas de otra.
  19. 19. Forma un gel con hidratos de carbono y un medio ácido. Polisacáridos de origen vegetal Son sustancias disueltas o dispersadas en agua que proporcionan un efecto gelatinoso; se encuentran dentro de las células vegetales. Mucílagos y gomas: Pectina: Fibra dietética Soluble
  20. 20. Es insoluble en agua, pero soluble en álcali. Polisacáridos de origen vegetal Es el polisacárido más abundante sobre la Tierra y parte estructural de las paredes celulares de plantas. Celulosa Hemicelulosa Lignina Es un polímero estructural no polisacárido que proporciona rigidez a las paredes celulares de las plantas. Fibra dietética Insoluble
  21. 21. Polisacáridos de origen animal Glucógeno El glucógeno es la forma en la que los seres humanos y animales almacenan los hidratos de carbono; es un polímero ramificado compuesto por unidades de glucosa ligadas entre sí (α-1,4 y α-1,6) Este se almacena sobre todo en el hígado y en las células del músculo esquelético y sólo muy pequeñas cantidades se almacenan en otros órgano. La síntesis de glucógeno se lleva a cabo por medio de un proceso llamado glucogenogénesis
  22. 22. Polisacáridos de origen animal Glucógeno hépatico El glucógeno hepático se considera de gran importancia, ya que es la principal fuente de energía para el cerebro, células del sistema nervioso central (SNC), niveles de glucosa sanguínea y otras células del organismo. Tanto el cerebro como el SNC, retina y algunas otras células carecen de la capacidad de almacenar glucógeno en sus células y dependen de manera exclusiva del suministro de glucosa circulante como fuente de energía.
  23. 23. Polisacáridos de origen animal Glucógeno hépatico Las concentraciones normales de glucosa sanguínea varían de 80 a 100 mg/100 ml (4.0 a 5.5 mmol/L) y pueden aportar 30 a 40% del total de energía requerida durante el ejercicio físico y mantener niveles óptimos a lo largo de éste. Las reservas de glucógeno hepático pueden reducirse de forma notoria por periodos largos de ayuno o ejercicio físico o también incrementarse mediante una dieta alta en hidratos de carbono.
  24. 24. Polisacáridos de origen animal Glucógeno hépatico Una hora de ejercicio físico de intensidad moderada puede reducir aproximadamente a la mitad las reservas hepáticas, mientras que 15 o más horas de ayuno pueden terminar con las reservas del hígado. Sin embargo, cuando existen pequeñas variaciones en los niveles de glucosa sanguínea que impiden un abastecimiento suficiente al cerebro, se observan como resultado síntomas de hipoglucemia.
  25. 25. Polisacáridos de origen animal Glucógeno hépatico Estas hipoglucemias afectan el funcionamiento del sistema nervioso central, junto con sensaciones de mareo, debilidad muscular y fatiga relacionadas con el ejercicio prolongado.
  26. 26. Polisacáridos de origen animal Glucógeno muscular El precursor de la síntesis de glucógeno muscular es la glucosa misma circulante, que se localiza en el líquido extracelular para lograr su transporte a través de las membranas vasculares con la ayuda de un grupo de proteínas facilitadoras de transporte que regulan el proceso de difusión facilitada. Las fibras musculares y los adipocitos contienen varias isoformas de una familia de transportadores de glucosa, pero el transportador dependiente de la insulina conocido como GLUT4 (glucose transporter type 4) es el predominante.
  27. 27. Polisacáridos de origen animal Glucógeno muscular El GLUT4 se encuentra compactado en pequeñas vesículas en el citoplasma celular y de las cuales migra hacia las membranas vasculares en respuesta a la acción de la insulina o las contracciones musculares. Este proceso favorece el paso de la glucosa al sarcoplasma (citoplasma de las células musculares) donde se fosforila y se con- vierte en un sustrato disponible para la glucólisis o la glucogenogénesis.
  28. 28. Índice glucémico de los hidratos de carbono Glucógeno muscular El índice glucémico es una clasificación más de los hidratos de carbono y representa la respuesta metabólica del organismo a la ingestión de diferentes hidratos de carbono Jenkins et al. propusieron el concepto de índice glucémico (IG) a principios del decenio de 1980 como un sistema de clasificación para los hidratos de carbono basado en su efecto inmediato sobre los niveles de glucosa en sangre.
  29. 29. Índice glucémico de los hidratos de carbono Índice glucémico El IG se diseñó originalmente para su utilización en personas con diabetes como una guía para la selección de alimentos de acuerdo con su velocidad de absorción y su respuesta a las concentraciones de glucosa en sangre. En esencia, los hidratos de carbono complejos son los alimentos compuestos de manera predominante por harinas, que son menos procesados y contienen fibra, vitaminas y minerales. Los hidratos de carbono simples son los alimentos denominados refinados, los cuales aportan grandes cantidades de azúcar y tienen bajo contenido de fibra, vitaminas y minerales. El índice glucémico se define entonces como la respuesta que se produce en la glucosa sanguínea después de la ingestión de un alimento en relación con la cantidad de glucosa que contiene.
  30. 30. Hidratos de carbono y su efecto en el ejercicio La función que desempeñan los hidratos de carbono como fuente de energía para las células musculares durante el ejercicio físico se ha investigado de forma amplia 1.La intensidad, que se cuantifica como el porcentaje del consumo máximo de oxígeno de los individuos (VO2máx). 2. La duración del ejercicio. 3. La composición de la dieta habitual. 4. El estado de entrenamiento del individuo Durante el ejercicio físico submáximo, la proporción en la que contribuyen los hidratos de carbono y lípidos como combustible se determina por varios factores:
  31. 31. Intensidad y duración del ejercicio Se ha propuesto que la intensidad y la duración del ejercicio físico son factores determinantes en la elección del sustrato como combustible para las células musculares , ya que el incremento de la intensidad estimula la glucólisis y la glucogenólisis en mayor proporción, inducida por las contracciones musculares , como la actividad del sistema nervioso central, con una mayor utilización consecuente de hidratos de carbono. Por otro lado, la duración del ejercicio físico también define el tipo de combustible a utilizar, ya que a mayor tiempo de ejercicio mayor contribución de lípidos como combustible, dado que pueden aportar 60 a 70% de los requerimientos de energía durante el ejercicio físico a intensidad moderada (60% VO2máx) por un tiempo de 4 a 6 h.
  32. 32. Intensidad y duración del ejercicio Las reservas de glucógeno hepáticas y musculares son la principal fuente de la energía durante el ejercicio aeróbico intenso; prolongar el tiempo de ejercicio reduce las reservas de glucógeno de manera notable y la utilización de lípidos aporta de forma progresiva un mayor porcentaje de energía de la movilización de ácidos grasos del hígado y el tejido adiposo. La intensidad del ejercicio físico se ve reducida de forma considerable y precipita con rapidez la fatiga , pese a que los músculos tengan el suficiente oxígeno y una reserva de lípidos ilimitada para la energía. Los maratonistas utilizan el término “la pared” para describir la sensación de fatiga y malestar en los músculos activos junto con el agotamiento intenso de las reservas de glucógeno.
  33. 33. Composición de la dieta Un gran número de investigaciones ha establecido que la cantidad de hidratos de carbono consumidos en la dieta habitual se relaciona de forma estrecha con la cantidad de glucógeno que se almacena en el cuerpo humano, lo cual tiene un efecto directo en la posibilidad del atleta para realizar ejercicio aeróbico y anaeróbico. El consumo de una dieta elevada de hidratos de carbono (7 a 10 g/kg peso corporal/día), así como un buen plan nutrimental para antes, durante y después del entrena- miento o competencias, incrementan la disponibilidad de glucosa circulante, estimulan al páncreas para la secreción de insulina y por lo tanto se crean condiciones favorables para la síntesis de glucógeno.
  34. 34. Estado del entrenamiento y género El entrenamiento aeróbico muscular muestra mayor capacidad para oxidar hidratos de carbono que un músculo no entrenado, ya que este último logra ciertas adaptaciones fisiológicas de gran beneficio, como aumentar el número de mitocondrias y su capacidad oxidativa y mayor capacidad para almacenar glucógeno. De la misma forma, durante el ejercicio submáximo un músculo entrenado experimenta una menor dependencia de las reservas de glucógeno y glucosa como combustible y una mayor utilización de lípidos. En general, se ha sugerido que el entrenamiento de resistencia logra ciertas adaptaciones que suponen un cambio considerable en la utilización del sustrato de energía (de hidratos de carbono a lípidos)
  35. 35. Utilización de los hidratos de carbono durante el ejercicio De forma inicial, el hígado incrementa su liberación de glucosa para que la utilicen los músculos activos conforme la actividad progresa de baja a moderada intensidad. De manera simultánea, las reservas de glucógeno muscular aportan prácticamente toda la energía durante la transición del reposo conforme la intensidad de la actividad se incrementa. En comparación con el catabolismo de lípidos y proteínas, los hidratos de carbono son la fuente preferencial de combustible durante el ejercicio aeróbico intenso, ya que puede abastecer de manera rápida la energía en forma de ATP durante los procesos oxidativos. En los esfuerzos anaeróbicos, los hidratos de carbono se convierten en el único combustible para el aporte de energía.
  36. 36. Ejercicio de moderada a elevada intensidad En la actividad física de moderada a elevada intensidad (~75 a 95% VO2máx), el oxígeno no es suficiente para cubrir las demandas de energía durante las etapas iniciales del ejercicio, por lo que el uso de ATP y CP y la degradación de glucógeno hasta lactato se convierten en las fuentes más importantes para la producción de ATP. El hígado incrementa su liberación de glucosa y se desencadena una utilización más rápida de las reservas de glucógeno, las cuales se reducen conforme la actividad se prolonga y la aportación del sistema aeróbico sólo contribuye con 5 a 10%. Una hora de ejercicio a gran intensidad reduce las reservas de glucógeno hepático en 55% y 120 min de ejercicio intenso agotan casi por completo las reservas hepáticas y musculares.
  37. 37. Ejercicio moderado y prolongado Al igual que en el ejercicio a gran intensidad, durante el ejercicio moderado o prolongado las reservas de glucógeno muscular aportan casi toda la energía en la transición de reposo a ejercicio moderado y es aún el combustible preferencial durante los siguientes 20 min, lapso en el cual las reservas de hígado y músculos aportan entre 40 y 50% del requerimiento de energía; el resto lo hacen los lípidos y en mucha menor proporción las proteínas. Al prolongarse la duración del ejercicio y decaer la intensidad (60% del VO2máx), los lípidos son el combustible predominante y el glucógeno suministra sólo la mitad de la energía requerida. Pese a que los lípidos son el combustible primario, la disponibilidad de hidratos de carbono ayuda a su oxidación y su utilización para producir energía, “las grasas se queman en la flama de los hidratos de carbono”.
  38. 38. Efecto hormonal en las reservas de glucógeno Durante el ejercicio físico, las hormonas también desempeñan una función importante en la administración de las reservas de glucógeno, hepáticas y musculares, ya que las respuestas hormonales dependen de varios factores, como la intensidad, la duración de la actividad física y la condición física de los individuos. Durante el ejercicio prolongado, el sistema nervioso simpático se estimula y la glándula suprarrenal libera las catecolaminas (epinefrina y norepinefrina) al flujo sanguíneo, mientras que la hormona de crecimiento se libera de la hipófisis; estas hormonas en conjunto ejercen un efecto de inhibición en la secreción de insulina, lo que promueve mayor oxidación de lípidos y la consecuente liberación de ácidos grasos del tejido adiposo.
  39. 39. Efecto hormonal en las reservas de glucógeno Este proceso, en combinación con los triacilgliceroles intramusculares, aporta la mitad de la energía requerida durante el ejercicio físico de intensidad baja a moderada y el glucógeno y la glucosa sanguínea se encargan del resto. Por otro lado, el glucagon secretado por las células α del páncreas pro- mueve la conversión de glucógeno en glucosa (glucogenólisis) en las células hepáticas y la síntesis de glucosa (gluconeogénesis) a partir de cadenas de hidratos de carbono. Asimismo, durante el ejercicio físico la epinefrina actúa en el hígado y músculo y ello activa la glucogenólisis mediante la estimulación de la enzima glucógeno fosforilasa y liberación de glucosa para su metabolismo muscular.
  40. 40. Referencias Bibliográficas: ❑Peniche Zeervaert, C., & Boullosa Moreno, B. NUTRICIÓN APLICADA AL DEPORTE.

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